的工程图转为三维模型的实用方法研究

图!
特征树建模
还可通过选择另一草图实体来指定拉伸 （或切除） 的深度， 按住 点击拉伸 ’ 切除后按投影对应关 #$%& 为建模选择一面作为起点， 系拖动， 确定终点。 方式二： 用一般特征方式建模 该类建模命令只能接受完整的草图， 建模方式多样如有扫 描、 放样、 倒角、 圆角、 库特征等。 先 以上两种方式结合使用， 见图 ! 建模过程。一般情况下， 编辑后点选或链选主要形状 用用 () 到 !) 工具创建基本视图， 的图线完成建模。而后， 对其它特征在已建好的特征上定义新 草图面， 按一般建模方式建模， 如肋板。为建模方便可将已有视 图上的图线用转换实体引用命令 “映” 到草图面上。 应该指出在不同的软件环境下绘制的二维视图， 由于人为 的因素可能出现断点、 不封闭等现象， 要加以完善。 同一个实体可以采用多种建模方式和步骤， 即可构建出不 同的特征树， 但其建模的难易程度区别也很大。
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在 !"#$%&"’() 中 6. 转 -. 的实现方法简述
图 3 是在国产二维软件 J4N4 环境下绘制的三视图， 以数 据接口 %/E 或 %OB 存储输出。在 !"#$%&"’() 中 6. 转 -. 需要输 入工程图、 提取草图、 对齐草图、 特征建摸四步完成。 第一步： 输入工程图到草图 7*
!Hale Waihona Puke 以匹配线框为形状特征的建模方法
在 *$+," 中分清图中线框的含义， 处理好图形信息是实现转 化成败与否的关键。 ! - . 形状特征的分类 形状特征的分类依赖于相应的应用领域及零件类型。我们 基 这里依据 */01 的指导思想把组成零件的形状特征分为三类： 本形状特征、 辅助形状特征和基准特征。基本形状特征是构成 零件形状的主要部分， 主要特点是具有独立的特性， 即其存在及 空间位置不受其它形状特征是否存在的影响。辅助形状特征是 指依附在各种形状之上的形状特征， 如过渡圆角、 倒角等。基准 特征主要指基准轴线、 基准面和对称面 （线） ， 在视图中常以的中 心点、 中心线形式出现， 用点画线表示。基准特征用以辅助生成 基本形状特征， 如轴类零件及其他旋转而成的零件。 形状特征还有正、 负之分， 被切除的部分 （零件的体积减少） 为负特征， 反之为正特征。 ! - ( 形状特征分析方法 视图是将物体向投影面投影所的到的图形， 在计算机中是 将空间点的坐标进行投影变换获得， 即点集坐标分别乘以各个 视图的变换矩阵。向某投影面投影即令空间点到该投影面的坐 可由投影图 “拉伸” 获得。 标为零， () 转 !) 是投影的逆过程， 从视图中封闭线框的语义上看， 每个封闭线框代表一个面 （平面或曲面） 或空孔的投影。从特征建模的角度看， 每个封闭 线框代表一个特征运算实体， 每一个复杂的零件都可以按投影 线框分为多个简单的形状特征， 零件是由这些特征进行 “拼装” 而形成。
万方数据
选择输 在 !"#$%&"’() 中打开已有工程图样 %/E 或 %OB 文件， 入到 新 的 零 件， 然后出现两种数 据输 入 选 项： 输 入 6. 草图或为 -. 曲 线 来 制 作 放样或扫描。根 据形体构成的形 式可 做 选 择， 一 般对主要用拉伸 而形 成 的 形 体， 可选 择 以 6. 草 图 3 三视图 图方式输入。确 定后， 工程图被作为零件草图输入， 并在特征树中显示。 第二步： 提取草图 （ LO?’:A?$;E !(>?A<>)） 从工程图中分别提取主视图、 俯视图、 左视图及辅助视图 等， 并命名为不同的草图， 草图自动折叠到正确的视向中， 即投 影面未被展开时的空间投影方位中。例如提取主视图： 按下左 键拖动窗口选择主视图， 单击图标 6. 到 -. 工具中的主视图图 标。其它视图的提取方法类似， 如图 6 所示。 第三步：对齐草图 在提取草图后， 可在生成形状特征前对齐各个视图。在要 对齐的草图中选择一直线或点， 按住 J?’# 并在要与之对齐的另 一草图中选择一直线或点， 单击的对齐草图工具。 第四步： 分步特征建摸 软件中建模方式 有两种： 方 式 一：用 6. 到 -. 命令建模 该方式只有拉伸 （ LO?’@%$;E $; 6. ?" 和切除 （ J@??$;E $; -.） 两 种 命 令， 6. ?" -.） 其特点是可以在草图 中选则某部分进行拉 图 6 提取及对齐草图 伸、 切除。同时， 组合机床与自动化加工技术
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引言
工程图是工程设计和制造的依据， 视图是工程图样的重要 组成部分， 如何从二维视图中提取信息重建三维实体模型一直 也是计算机视觉领 是 J4. K J48 技术中一个重点研究的问题， 域中的一个研究热点。有了三维实体模型， 可以进行装配和干 、 进行产品数据共享与集 涉检查、 有限元分析与优化设计 （ J4L） 可方 成等， 这是二维绘图无法比拟的。当今的三维 J4. 系统， 便地设计三维实体产品模型， 并由三维直接自动生成二维工程 图。但目前很多企业主要还是使用二维进行设计， 有大量的在 二维 J4. 软件环境下绘制的工程图样。寻找由 6. 工程图转 -. 模型的实用方法是促进现代制造技术迅速发展的有效途径。 已有许多学者对图形信息的识别进行了大量的理论研究， 笔者认为： 首先视图的识别和模型重建是密不可分的整体， 三 维、 二维应具有良好的关联功能； 第二， 识别与建模的过程应模 仿人阅读工程图样的方式， 同时应在现有商业化三维 J4. 软件 环境下研究开发， 以便该技术的普及应用。 !"#$%&"’() 软件是基 它不仅提供了参数化和 于 &$;%"/) 平台的优秀三维设计软件， 特征建模技术， 还具有丰富的软件接口。在 !"#$%&"’() 6**3 =#@) 版中还增加了将 6. 工程图转换为 -. 模型的新功能 （ M>/ $; 6. ， 能够在人工的干预下， 将三视图转成三维实体。 ?" -.） 目前流行的 J4. K J48 三维建模系统大都是特征建模， 虽 然软件已给我们提供了拉伸、 切除等方法， 但在转换过程中， 由 于工程图的复杂性， 会出现许多的问题， 使转换难以顺利进行。 怎样识别工程图样中的信息， 采样什么样的提取方法， 怎样选择 建模步骤， 将工程图分为几个特征元素等都是建模中需要很好 解决的问题。本文通过对在目前流行的 4@?"A:% 、 J4N4 等环境 下绘制的二维工程图向三维模型转换的实例研究， 总结出一种 以匹配线框为形状特征的视图识别和建模实用方法， 并对转换 过程中出现的问题进行了分析， 寻求处理办法。
基于 !"#$%&"’() 的工程图转为三维模型的实用方法研究
马兰
华北航天工业学院 机械系， 河北， 廊坊 *+,***
摘要： 简介 !"#$%&"’() 中将二维工程图生成三维模型的实现方法， 提出一种以匹配线框为形状特征的视图 识别和建模方 法， 并对在转换过程中出现的问题进行了分析。 关键词： 工程图样； 建模方法； -. 模型； !"#$% /"’() 中图分类号： （6**-） 01-23 文献标识码： 4 文章编号： 3**3 5 66+, 36 5 **7* 5 *-
中角度和相对位置新建基准面， 再结合图中所给的尺寸建模。 ! " # 隐式图形信息处理 隐式图形信息是指工程图中没有投影对应， 但可从某些约 定中的得到的信息。国家标准中一些规定使图样上产生了隐式 图形信息。 国标 “图样画法” 中有一些简化画法和规定画法， 如较长杆 件的断开表示、 对称结构的一半和四分之一表示、 平面的平面符 号表示及相同要素的表示等。视图中还有许多结构借助于尺寸 来表明形状， 如常见的轴类零件， 薄板件等。对于这些结构要根 据标注恢复原形、 完整建模。 断面图的处理 ! " $ 剖视图、 零件的表达中大量地采用了剖视图、 断面图， 在最初工程图 输入时一般选择跳过剖面线输入选项， 最好在原二维软件中去 掉剖面线， 以提高图形交换的速度和成功率。 剖视是我们假想用剖切面， 将机件剖开绘制的图样， 因此必 须恢复其原形， 剖面线区域为正特征区域， 两个正特征区域之间 所夹的区域为负特征区域。应先对应寻找完整的外轮廓线框， 建立正特征。 半剖视图是以中心对称线 （点画线） 为界的一半画成为剖 视， 另一半画成视图的表示方法， 该表示法用于具有对称面的零 件。半剖处的轮廓线是非自行封闭的， 即在点画线处无实线， 因 而， 可先将该结构的轮廓图形对称处理后建模， 对于回转体结构 可以用旋转特征建模。断面图应用于断面形状较复杂的零件， 可用扫描、 放样等特征建模方法完成。